Tekoälyn ja tehokkaan{0}}laskennan nopean kehityksen myötä maailmanlaajuinen dataliikenne kasvaa räjähdysmäisesti, mikä asettaa ennennäkemättömiä haasteita sekä tiedonsiirtonopeudelle että energiatehokkuudelle palvelinkeskuksissa. Perinteiset optiset viestintätekniikat kohtaavat kaistanleveyden pullonkauloja ja virrankulutuksen esteitä, mikä vaatii pikaisesti uuden sukupolven nopean -tehokkaan ja pitkälle integroidun optisen liitäntätekniikan kehittämistä. Optisia taajuuskampoja, jotka pystyvät tuottamaan samanaikaisesti useita vaihelukittuja aallonpituuksia rinnakkaiseen tiedonsiirtoon, pidetään häiritsevänä ratkaisuna näihin haasteisiin. Käytännöllisten optisten taajuuksien kampalähteiden, joissa on erittäin-laaja kaistanleveys, erittäin-korkean lämpötilan vakaus ja erittäin-pitkä käyttöikä, saavuttaminen on kuitenkin edelleen suuri alan haaste.
Äskettäin Kiinan tiedeakatemian puolijohteiden instituutin professori Chen Simingin johtama tutkimusryhmä yhteistyössä Shenzhenin teknillisen yliopiston Huisi Optoelectronicsin ja National Innovation Center for Information Optoelectronicsin kanssa saavutti läpimurron korkean -nopean kvanttipistetekniikan{1}}optisen viestinnän kampataajuuslukitussa tekniikassa. Puolijohteiden kvanttipistemateriaalien innovatiivisten co-dopingtekniikoiden ja törmäys-pulssitilan-lukitusjärjestelmien avulla tiimi kehitti onnistuneesti 100 GHz:n kvanttipisteen optisen taajuuden kampalaserin, joka pystyy toimimaan vakaasti äärimmäisissä lämpötiloissa aina 140 asteeseen asti. Tämä laite saavuttaa läpimurtoja käyttölämpötilassa, siirtokapasiteetissa ja luotettavuudessa ja tarjoaa kriittisen valonlähderatkaisun tuleville Tbps{9}}-tason optisille yhteyksille.
Tutkimus osoittaa erinomaisia kattavia suorituskykymittareita: huoneenlämmössä (25 astetta) laser saavuttaa 3 dB:n optisen kaistanleveyden 14,312 nm, joka pystyy tuottamaan 26 kanavaa. Jokainen kanava voi kuljettaa 128 Gb/s PAM-4-moduloitua signaalia. Laite säilyttää vakaan tilan -lukitseen jopa 140 astetta. 85 asteen -teollisen-luokan korkean lämpötilan-standardissa – sen tärkeimmät suorituskykymittarit osoittavat mitätöntä heikkenemistä, mikä tukee 22 kanavan vakaata toimintaa 2 816 Tb/s:n tiedonsiirtonopeudella. Samanaikaisesti sen energiankulutus lähetettyä bittiä kohden on niinkin alhainen kuin 0,394 pJ 25 asteessa ja 0,532 pJ 85 asteessa. Nopeutetut ikääntymistestit, jotka ylittävät 1 500 tuntia 85 asteessa, osoittavat, että keskimääräinen epäonnistuminen (MTTF) on 207 vuotta, mikä täyttää täysin tiukat kaupalliset vaatimukset.
Tämä työ ei ainoastaan osoita kokeellisesti, että on mahdollista saavuttaa samanaikaisesti ultra-laajakaista, ultra-korkea-lämpötila, erittäin-pitkä-käyttöikä ja korkea-integraatio kvanttipistelähteen optisten taajuuksien kammat yhdellä sirulla, vaan se tarjoaa myös tehokkaan ja kustannustehokkaan valotehokkaan järjestelmän. seuraavan-sukupolven palvelinkeskuksia ja tekoälyn laskentaklustereita.
